△奇妙的青蛙腿——伽伐尼电流 

 

伽伐尼是意大利的解剖学和医学教授。那个时候,在实验室里放上起电机是很时髦的事,就像我们今天上互联网一样,伽伐尼的实验桌上也有这样的一台仪器。他的妻子根据丈夫的嘱咐用蛙腿做菜肴,她把剥去皮的青蛙随手放在起电机旁的金属板上。并取了一把解剖刀,解剖力很偶然地触及到了青蛙的腿神经,这时起电机刚好飞过一个火花,青蛙腿猛地抽搐了一下。妻子惊讶地叫了起来,引起了伽伐尼的注意,于是他立即重复了这个实验。

电流的发现,使电流研究开始由静电转向动电的领域,并成为后来世界走上电气化的重要跳板。那么,电流最初是怎么发现的呢?

1791年发表的《论在肌肉运动中的电力》一文中他如下记述当时的经历:“我把青蛙放在桌上,注意到了完全是意外的一种情况,在桌子上还有一部起电机…我的一个助手偶然把解剖刀的刀尖碰到青蛙腿上的神经,…另一个助手发现,当起电机的起电器上的导体发出火花时,这个青蛙抽动了一下,…因这现象而惊异的他立即引起了我的注意,虽然我当时考虑着完全另外的事情,并且是全神贯注于自己的思想的。”伽伐尼在重复这个实验的时候,他观察到了同样的现象。他发现,用金属接触神经和发出电火花都是必要条件。之后,他又以严谨的科学态度,选择不同的条件,在不同的日子做了这类实验。起先,他用铜丝与铁窗连着,在雨天和晴天做实验,他发现无论是晴天还是雨天,青蛙腿都发生了痉挛。于是他认为这是“大气电”的作用。现在我们知道,他得出这个结论,是受了富兰克林大气电实验的影响。但是后来,他找了一间密闭的房间,将青蛙放在铁板上,用铜丝去触它,结果跟以往一样,蛙腿也发生了痉挛性收缩,这就排除了外来电的可能。在上面提到的论文中,他继续写道:“我选择不同的日子,不同的时候,用各种不同的金属多次重复,总是得到相同的结果,只是在使用某些金属时,收缩更加强烈而已。以后,我又用各种不同的物体来作这个实验,但是用诸如玻璃、橡胶、松香、石头和干木头来代替金属导体时,就不会发生这样的现象。”这些现象使伽伐尼猜想到,在动物体内存在着某种电,如果使神经和肌肉与两种不同的金属接触,再使这两种金属相接触,这种电就会被激发出来,所以这很可能是从神经传到肌肉的特殊的电流质引起的“动物电”。每根肌纤维就是一个小电容器,放电时便产生收缩。伽伐尼的解释由于缺少必要的知识,并不正确。青蛙腿抽搐是因为青蛙腿上的神经受到了电刺激,产生新的生物电,后者沿神经传导到肌肉,引起了肌肉的紧张收缩。

伽伐尼的发现具有伟大的科学意义。伽伐尼的发现公布以后,立即引起了强烈的反响。但这时人们才发现,瑞士学者苏尔泽早在1750年就谈到过类似的发现。他将银片和铅片的一端互相接触,另一端用舌头夹住,舌头则感到有点麻木和酸味,既不是单片银的味道,也不是单片铅的味道。他想到,这可能是两种金属接触时,金属中的微小粒子发生震动而引起舌头神经的兴奋,产生的感觉。为此苏尔泽做了另一个实验来进一步研究这个现象。他将一个盛水的锡杯子放在银台上,舌头接触杯子内的水,并没有酸味的感觉;但当用手接触银台时,舌头就明显地感觉到酸味,这时已构成电流回路。但是苏尔泽没有继续研究下去伽伐尼的成功再次证明,机遇只属于那些有准备的头脑!